(57)【要約】【課題】光レセプタクルに挿入されるプラグに横方向荷重が加わっても光の挿入損失を低減することができる光レセプタクルおよび光モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光レセプタクル１は、光ファイバ１２と、光ファイバ１２を内孔内に保持するフェルール１０と、フェルール１０を内孔の一端側に保持し、長手方向にスリット２１を有する円筒状の割スリーブ２０とを備え、フェルール１０の外周面１３および外周面１３に対応する割りスリーブ２０の内周面２３の周方向に、フェルール１０および割スリーブ２０を係合させる凹２２凸１１部を備えている。凹部２２、凸部１１によって光ファイバ１２と光ファイバ５１との光軸ずれを抑制できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、該光ファイバを内孔内に保持するフェルールと、該フェルールを内孔の一端側に保持し、長手方向にスリットを有する円筒状の割スリーブとを備え、
前記フェルールの外周面および該外周面に対応する前記割りスリーブの内周面の周方向に、前記フェルールおよび前記割スリーブを係合させる凹凸部を設けたことを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
前記凹凸部は前記フェルールの外周面および前記割スリーブの内周面の全周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
【請求項３】
光ファイバと、
該光ファイバを内孔内に保持するとともに外周面の周方向に第１凹部を有するフェルールと、
該フェルールを内孔の一端側に保持するとともに前記第１凹部に対応する内周面の位置に第２凹部を有し、長手方向にスリットを有する円筒状の割スリーブと、
前記フェルールの第１凹部および前記割スリーブの第２凹部に係合するリングとを備えたことを特徴とする光レセプタクル。
【請求項４】
前記リングは、軸方向にスリットを有することを特徴とする請求項３に記載の光レセプタクル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光レセプタクルと、
前記光ファイバと光結合するように配置された光素子と、
該光素子を収容するとともに前記光レセプタクルが取り付けられた筐体と、
を備える光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用モジュール等に使用される光レセプタクルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信の高速化・大容量化に対応する光通信技術において、光素子と光ファイバとを光学的に結合させるために光レセプタクルが用いられている。光レセプタクルにおいて、光信号の伝達損失を低減することに注力されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、図６に示すように、中空筒状で、径方向に弾性伸縮しやすい割スリーブ１２０の内孔の一端（基端）に内蔵フェルール１１０を挿入し、割スリーブ１２０基端部外周に把持リング１３０を圧入した光レセプタクル１０１が開示されている。把持リング１３０は、割スリーブ１２０の基端側が径方向に拡大するのを拘束し、内蔵フェルール１１０が割スリーブ１２０から脱落するのを防止する。このため、内蔵フェルール１１０の長さを短くしても内蔵フェルール１１０が割スリーブ１２０から脱落しにくく、その分、光レセプタクル１０１へのプラグフェルール１５１の挿入長さを長くできるので、光ファイバ１５２の接続点における光の挿入損失を少なくできるとされている。
【特許文献１】特開平１０−３３２９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光レセプタクル１０１では、プラグフェルール１５１が光レセプタクル１０１に挿入され、プラグフェルール１５１に横方向荷重が加わった際に、プラグフェルール１５１が挿入されている側の割スリーブ１２０の端部が支点、プラグフェルール１５１の先端が作用点となり、作用点付近で割スリーブ１２０が屈曲し易い。このため、当接するプラグフェルール１５１とフェルール１１０との光軸がずれて、光の挿入損失が生じるという問題を有していた。
【０００５】
したがって、本発明は叙上に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、横方向荷重に対しても光の挿入損失を低減できる信頼性の高い光レセプタクルおよび光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、光ファイバと、該光ファイバを内孔内に保持するフェルールと、該フェルールを内孔の一端側に保持し、長手方向にスリットを有する円筒状の割スリーブとを備え、前記フェルールの外周面および該外周面に対応する前記割りスリーブの内周面の周方向に、前記フェルールおよび前記割スリーブを係合させる凹凸部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記凹凸部は前記フェルールの外周面および前記割スリーブの内周面の全周に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、光ファイバと、該光ファイバを内孔内に保持するとともに外周面の周方向に第１凹部を有するフェルールと、該フェルールを内孔の一端側に保持するとともに前記第１凹部に対応する内周面の位置に第２凹部を有し、長手方向にスリットを有する円筒状の割スリーブと、前記フェルールの第１凹部および前記割スリーブの第２凹部に係合するリングとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記リングは、軸方向にスリットを有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記いずれかに記載の光レセプタクルと、前記光ファイバと光結合するように配置された光素子と、該光素子を収容するとともに前記光レセプタクルが取り付けられた筐体と、を備える光モジュールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光ファイバと、この光ファイバを内孔内に保持するフェルールと、このフェルールを内孔の一端側に保持し、長手方向にスリットを有する円筒状の割スリーブとを備え、フェルールの外周面および外周面に対応する割りスリーブの内周面の周方向に、フェルールおよび割スリーブを係合させる凹凸部を設けたことにより、フェルールと割スリーブとが、軸方向にずれ難くなるために、割スリーブの屈曲が抑制される。
【００１２】
したがって、本発明によれば、横方向から荷重がかかっても、光の挿入損失を低減することができる信頼性の高い光レセプタクルおよび光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る光レセプタクルおよび光モジュールに関して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、本発明を例示するものであって、限定するものではない。なお、各図において、共通する部材については同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明に係る実施の形態１の光レセプタクル１は、図１に示すように、光ファイバ１２を内孔内に保持するフェルール１０と、フェルール１０を内孔の一端２０ｂ側に保持し、長手方向にスリット２１を有する円筒状の割スリーブ２０とを備える。フェルール１０の先端部の外周面１３周方向には凸部１１が設けられ、この外周面１３に接触する割スリーブ２０の内周面２３の対応する位置には凹部２２が設けられ、これら凸部１１および凹部２２を嵌合させてフェルール１０の先端部が割スリーブ２０の後端部に差し込まれている。また、割スリーブ２０には、先端部からプラグフェルール５１が固定されたプラグ５０が挿入される貫通孔（内孔）が設けられている。そして、フェルール１０に保持される光ファイバ１２の先端と、プラグ５０の光ファイバ５２の先端とが同軸状に突き合わされて光ファイバ１２と光ファイバ５２とが光学的に接続される。
【００１５】
ここで、割スリーブ２０は、一端（先端）２０ａから他端（後端）２０ｂにかけて光コネクタプラグ５０のプラグフェルール５１の外径とほぼ同じ内径の貫通孔を有するとともに、筒壁の一端２０ａから他端２０ｂまでスリット２１が形成された筒体である。他端２０ｂ近傍の貫通孔の内周面２３には周方向に凹部２２が形成されている。
【００１６】
割スリーブ２０を構成する材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
【００１７】
次に、フェルール１０は、光コネクタプラグ５０のプラグフェルール５１の外径とほぼ同じ径の外径を有する円筒体で形成されている。このフェルール１０の外周面１３の周方向であって、フェルール１０を割スリーブ２０に挿着したときに割スリーブ２０の凹部２２が来る位置に凸部１１が形成されている。
【００１８】
フェルール１０を構成する材料としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
【００１９】
割スリーブ２０の後端部から突出したフェルール１０の後端部は、ホルダ４０の貫通孔４２に挿着される。ここでホルダ４０は、例えば、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの金属から成る。また、スリーブケース３０の一端を圧入するための凹部状の挿入部４１が形成されるとともに、挿入部４１の略中央部に挿入部４１から後端面に貫通する貫通孔４２が形成されている。ホルダ４０の貫通孔４２には、上述のように、フェルール１０の後端部が挿入されるとともに、割スリーブ２０の他端２０ｂの端面とホルダ４０の挿入部４１の底面とが当接されている。
【００２０】
また、図１に示すように、ホルダ４０の挿入部４１にはスリーブケース３０が、例えば圧入により固定される。
【００２１】
スリーブケース３０は、割スリーブ２０を収容するための略円筒形状の筒状部材であり、プラグ５０のプラグフェルール５１が挿入される開口部３０ａと、ホルダ４０に固定するための固定部３０ｂとを有する。スリーブケース３０における割スリーブ２０を収容するための空間の径は、割スリーブ２０の外径より若干（例えば２００μｍ）大きく形成され、開口部３０ａにおいて割スリーブ２０の外径より小さく形成されている。また、開口部３０ａは、プラグ５０の挿入時に該プラグ５０を案内するための部位であり、奥側に向けてテーパ状に形成されている。開口部３０ａにおける開口端径はプラグフェルール５１の外径より若干（例えば０．２ｍｍ）大きく形成されている。接合部３０ｂにおいて、上述したように、ホルダ４０に圧入等により固定される。
【００２２】
上述のようにホルダ４０にスリーブケース３０を挿入することによって、割スリーブ２０は、スリーブケース３０の内部に格納される。このとき、スリーブケース３０の中心軸と割スリーブ２０の中心軸とが一致していることが好ましい。スリーブケース３０における割スリーブ２０を収容するための空間と開口部３０ａを介した外部とは連通しており、ホルダ４０とスリーブケース３０と割スリーブ２０とフェルール１０とを組み付けた際、スリーブケース３０の開口部３０ａと割スリーブ２０とにより、プラグフェルール５１が収容される空間が形成される。
【００２３】
スリーブケース３０を構成する材料としては、合成樹脂（熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂等）、金属（ステンレス、銅、鉄およびニッケル等）、セラミックス（酸化アルミニウム（アルミナ）および酸化ジルコニウム（ジルコニア）等）、ガラス（石英等）等が挙げられる。この中でもホルダ４０との固定を考慮し、熱膨張係数を合わせて信頼性を高めるため、ホルダ４０と同様の材料、例えばステンレスを用いるのが好ましい。
【００２４】
ここで、図２を用いて、本発明および従来例の光レセプタクルのプラグフェルール５１，１５１を挿入した後にプラグフェルール５１，１５１に横荷重が加わった場合の挙動を説明する。
【００２５】
図２（ａ）は本発明の光レセプタクルにプラグフェルール５１を挿入した後にプラグフェルール５１に横荷重が加わった状態を示す模式図であり、図２（ｂ）は従来例の光レセプタクルにプラグフェルール１５１を挿入した後にプラグフェルール１５１に横荷重をかけた状態を示す模式図である。
【００２６】
フェルール１０とプラグフェルール５１とが割スリーブ２０の内周面２３で把持されて、先端面同士が当接され、光ファイバ１２と光ファイバ５２とが光結合している。図２（ｂ）の従来例では、プラグフェルール１５１に図中矢印で示すような下方向への横荷重がかかったときに、割スリーブ１２０が屈曲するように変形するとともに、割スリーブ２０の上面１２０Ｕは軸方向に左方向へずれるように動き、上面１２０Ｕに対して割スリーブ２０の軸中心を挟んだ下面１２０Ｌは軸方向に右にずれるように動く。それに対し。本発明の図２（ａ）の例では、同様にプラグフェルール５１に図中矢印で示すような下方向への横荷重がかかったときに、凹部２２と凸部１１が係合されているために、割スリーブ２０の上面２０Ｕおよび下面２０Ｌの軸方向の動きが規制され、これによって割スリーブ２０が屈曲するような変形が抑制されることになる。
【００２７】
このように、本発明の光レセプタクル１では、フェルール１０の外周面１３の周方向および外周面１３に対応する割りスリーブ２０の内周面２３に、フェルール１０および割スリーブ２０を係合させる凹凸部を設けたことにより、割スリーブ２０の変形が、抑制されるために、光ファイバ１２の光軸とプラグフェルール５１の光ファイバ５２の光軸とのずれ量が少なくなるとともに、割スリーブ２０の径方向への変形（拡張）も抑制される。
【００２８】
したがって、本発明の光レセプタクル１によれば、プラグ５０側に横方向から荷重がかかっても、光の挿入損失を低減することができる光レセプタクル１および光モジュール３を提供することができる。
【００２９】
ここで、本発明の割スリーブ２０の内周面２３の凹部２２の加工方法について説明する。例えば、割スリーブ２０がセラミックス製であれば、スリット２１の加工前に、円柱状の砥石に電着にてダイヤモンド砥粒を塗布させた所謂電着ツールを割スリーブの貫通孔内に挿入し、割スリーブ２０の内周面に接触させながら回転させることで、凹部２２を形成することができる。また、割スリーブ２０が金属製であれば、同じくスリット２１加工前に旋盤にて旋削することで凹部２２を形成することができる。
【００３０】
また、本発明のフェルール１０の外周面１３に形成される凸部１１は、フェルール１０の外周面１３を旋削することで形成することができる。
【００３１】
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２の光レセプタクル１は、図３に示す様に、光ファイバ１２を内孔内に保持するフェルール１０と、フェルール１０を内孔の一端側に保持し、長手方向にスリット２１を有する円筒状の割スリーブ２０とを備える。フェルール１０の先端部の外周面の周方向には凹部１４が設けられ、この外周面に接触する割スリーブ２０の内周面２３の対応する位置には凸部２４が設けられ、これら凹部１４および凸部２４を嵌合させてフェルール１０の先端部が割スリーブ２０の後端部に差し込まれている。また、割スリーブ２０には、先端部からプラグフェルール５１が固定されたプラグ５０が挿入される貫通孔が設けられている。そして、フェルール１０に保持される光ファイバ１２の先端と、プラグ５０の光ファイバ５２の先端とが同軸状に突き合わされて光学的に接続される。
【００３２】
実施の形態２は実施の形態１に比べて、フェルール１０の外周面の凸部１１の代わりに凹部１４が形成され、割スリーブ２０の内周面２３の凹部２２の代わりに凸部２４が形成され、凹凸の位置関係が逆になっていることが異なるほかは同一である。
【００３３】
ここで、割スリーブ２０の内周面２３の凸部２４は、割スリーブ２０のスリット２１の加工前に、割スリーブ２０の両端から旋削することで凸部２４を形成することができる。
【００３４】
また、フェルール１０の外周面の凹部１４は、フェルール１０の外周面を旋削することで形成することができる。
【００３５】
（実施の形態３）
本発明に係る実施の形態３の光レセプタクル１は、図４（ａ）に示す様に、光ファイバ１２を内孔内に保持するとともに外周面１３の周方向に第１凹部１５を有するフェルール１０と、フェルール１０を内孔（貫通孔）の一端２０ｂ側に保持するとともに第１凹部１５に対応する内周面２３の位置に第２凹部２５を有し、長手方向にスリット２１を有する円筒状の割スリーブ２０と、フェルール１０の第１凹部１５および割スリーブ２０の第２凹部２５に係合するリング４５とを備えている。また、割スリーブ２０には、先端部からプラグフェルール５１が固定されたプラグ５０が挿入される貫通孔が設けられている。そして、フェルール１０に保持される光ファイバ１２の先端と、プラグ５０の光ファイバ５２の先端とが同軸状に突き合わされて光ファイバ１２と光ファイバ５２とが光学的に接続される。
【００３６】
実施の形態３は実施の形態１および２に比べて、フェルール１０の外周面１３および割スリーブ２０の内周面２３双方にそれぞれ第１凹部１５および第２凹部２５が設けられ、リング４５が第１凹部１５および第２凹部２５を繋ぐように第１凹部１５および第２凹部２５に嵌入されていることが異なる他は同一である。
【００３７】
リング４５には、図４（ｂ）に示すように軸方向に１本のスリット４６を設けておくのが好ましく、フェルール１０の外周面１３に挿着しやすくなる。または、図４（ｃ）に示すように軸方向に２本のスリット４７を設けた構成、すなわち、半円部を２つ組み合わせて一つのリング４５とした構成にするのが好ましく、リング４５をフェルール１０の外周面１３に挿着し易くなる。そして、リング４５を挿着したフェルール１０を割スリーブ２０の一端２０ｂ開口に挿入して組み立てる。
【００３８】
なお、本発明の実施の形態１〜３のいずれにおいても、凹部および凸部の断面形状が矩形で図示されているが、これに限ることなく、三角形状、半円形状等いかなる断面形状であっても、本発明の効果を奏することができる。断面形状によって、割スリーブ２０への挿入をスムースなものにできる。
【００３９】
次に、図５は、本発明に係る光レセプタクル１を備えた光モジュール３の断面図である。この光モジュール３は、光レセプタクル１および光素子ユニット６０を備えている。光素子ユニット６０は、光素子６１と、レンズ６２と、筐体６３とを備える。
【００４０】
光素子６１は、フェルール１０に挿入された光ファイバ１２に向けて光を出射するための発光素子、または、光ファイバ１２を介して導出された光を受光するための受光素子である。発光素子としては、半導体レーザやＬＥＤ（発光ダイオード）等が挙げられ、受光素子としては、受信用のＰＤ（フォトダイオード）等が挙げられる。
【００４１】
レンズ６２は、光素子６１が発光素子の場合は該発光素子から出射された光を集光して光ファイバ１２に導入する機能を担い、光素子６１が受光素子の場合は光ファイバ１２から出射された光を集光して該受光素子に導入する機能を担う部材である。
【００４２】
筐体６３は、光素子６１およびレンズ６２を収容するための部材であり、光レセプタクル１に例えば溶接により接合される。筐体６３を構成する材料としては、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接可能なものが挙げられ、中でも耐腐食性や溶接性の観点からステンレスが好適である。
【００４３】
以上のように構成された光モジュール３では、光ファイバ１２と、この光ファイバ１２を内孔内に保持するフェルール１０と、このフェルール１０を内孔の一端側２０ｂに保持し、長手方向にスリット２１を有する円筒状の割スリーブ２０とを備え、フェルール１０の外周面１３および外周面１３に対応する割りスリーブ２０の内周面２３の周方向に、フェルール１０および割スリーブ２０を係合させる凹凸部１１，２２，１４，２４，１５，２５を設けたことにより、フェルール１０と割スリーブ２０とが、軸方向にずれ難くなるために、割スリーブ２０の屈曲が抑制される。
【００４４】
したがって、本発明によれば、横方向から荷重がかかっても、光の挿入損失を低減することができる信頼性の高い光モジュール３を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態１に係る光レセプタクルの一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の光レセプタクルにプラグフェルールを挿入した後にプラグフェルールに横荷重が加わった状態を表す模式図であり、（ｂ）は従来例の場合のプラグフェルールに横荷重が加わった状態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る光レセプタクルの一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態３に係る光レセプタクルの一例を示す断面図、（ｂ）および（ｃ）はリングの実施形態の一例を示す正面図である。
【図５】図１に示す光レセプタクルを採用した光モジュールの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図６】従来の光レセプタクルの例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：光レセプタクル、
３：光モジュール、
１０：フェルール、
１１：凸部、
１２：光ファイバ、
１３：外周面、
１４：凹部、
１５：第１凹部、
２０：割スリーブ、
２１：スリット、
２２：凹部、
２３：内周面、
２４：凸部、
２５：第２凹部、
３０：スリーブケース、
４０：ホルダ、
５０：プラグ、
５１：フェルール、
５２：光ファイバ、
６０：光素子ユニット、
６１：光素子、
６２：レンズ、
６３：筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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